闲谈一点今年的诺奖

焕然立新

　　 今年的诺奖的自然科学部分都尘埃落定了，趁着热度努力和他们扯上一点关系😊

今年的化学奖给了“量子点”，这也倒符合化学奖的一贯传统。说大一点，量子点也算是我的领域，多年前，我申请博士后的时候曾经给Louis Brus写过信，他回了信说他当时研究经费不足，没有能力雇佣博士后。其实当时量子点的研究很火，最活跃的两个科学家，一个是Paul Alivisatos（现芝加哥大学校长）；另外一个是Moungi Bawendi（MIT教授，本次另一个获奖者），这两个人其实都曾经是Louis的博士后。这次受奖没有 Paul，这也可能使他成为了今年最失落的人。

量子点一般是2-10 nm，在这个尺度里，激子的空穴电子对的能量直接和空间尺度相关，因此激发光的颜色也可以由尺度控制，这一现象被称为“quantum confinement”。其实“quantum confinement”在1937年就有理论预测，但直到80年代才被证实。本世纪初美国推出的纳米技术的国家战略计划，多是受量子点技术的影响，人们普遍的感觉是“纳米”是被一个忽略的尺度，也期待纳米研究有更多新物理被发现。二十多年下来，纳米的材料和结构的制作工艺发展很快，但这个尺度上好像也没有带来太多的新的物理现象。

量子点的应用近几年才实现，其中最大的应用是LCD显示的背光，以弥补传统LED背光红光不足的问题，这个解决方案被称为QLED，一直以来寄予希望的量子点荧光标记的应用，好像进展有点缓慢。

今年的物理学奖给了阿秒（attosecond）激光，非常快的激光器。阿秒是指10^-18秒，也就是10亿分之一的10亿分之一秒，1阿秒的时间，光也才走了0.3纳米，也就是说光要横穿过头发丝也要2-3万阿秒。我当年的博士论文是双光子吸收材料，有一台飞秒激光器（1000倍于阿秒），当时觉得已经很神奇，它可以让我的双光子材料有了应用的可能，形象一点比喻，我做的双光子吸收过程就像一个跳高运动员跳了一个高度，另一个运动员一第一个运动员在最高点位置做跳板再向上跳同样的高度，并且两个光子是同时起跳。其实量子力学里的时空概念总是让我困惑，因此我非常期待阿秒应用的继续发展以解困惑。

量子力学模型认为，一个量子从一个能及向另外一个能级跃迁，中间过程是没有时间的，这也是百年来整个量子力学的基础。但最近这个模型受到了挑战，有报道测出这个过程是阿秒量级的，如果这个测试没有问题，阿秒技术必将推进量子力学进入一个新时代。我个人有两个期待，一是阿秒技术的进步能够为量子计算中普遍存在的纠错问题提供一个途径；二是能够跟深刻理解化学反应，为合成化学家带来更加广泛的天地，毕竟所有的化学反应本质上都是电子转移反应，我也是化学出身。希望这两件事在我有生之年能看到。

今年的生理学奖终于受于mRNA，我和mRNA的渊源就是打了两针疫苗，比我渊源更深的有的打了三针、四针或更多针。疫情期间为我们带来一片希望的mRNA，我本来认为去年就应该拿诺奖，但错过了。今年受奖我的心里却有了一点变化。显然，如果没有新冠，mRNA可能还不会引起太多的关注，mRNA疫苗最早的宣传是免疫，这个目标显然没有实现，后来变为防重症，我认为这个结论也需要更多的数据支持。mRNA另辟蹊径，创新性绝对是没有问题的，但影响力这一块可能还需要再等一等再看。当然我不是业内人士，更不是专家，只是一点牢骚。